计算机控制技术及工程应用 第3版PDF电子书下载

第1章 计算机控制概述 1

1.1控制系统组成 1

1.1.1控制系统概念 1

1.1.2硬件组成 3

1.1.3软件组成 4

1.2控制系统分类 6

1.2.1数据采集系统 6

1.2.2操作指导控制系统 6

1.2.3直接数字控制系统 7

1.2.4监督计算机控制系统 7

1.2.5分散控制系统 8

1.2.6现场总线控制系统 8

1.2.7计算机集成制造系统 9

1.3控制装置种类 9

1.3.1可编程控制器 10

1.3.2可编程调节器 10

1.3.3总线式工控机 10

1.3.4嵌入式计算机系统 11

1.3.5其他控制装置 11

本章小结 12

思考题 12

第2章 模拟量输出通道 13

2.1 D/A转换器 14

2.1.1工作原理与性能指标 14

2.1.2 8位DAC0832芯片 16

2.1.3 12位DAC1210芯片 17

2.2接口电路 18

2.2.1 DAC0832接口电路 18

2.2.2 DAC1210接口电路 19

2.3输出方式 20

2.3.1电压输出方式 20

2.3.2电流输出方式 22

2.3.3自动/手动切换输出方式 24

2.4 D/A转换模板 25

2.4.1 D/A转换模板的通用性 25

2.4.2 D/A转换模板的设计举例 26

本章小结 28

思考题 28

第3章 模拟量输入通道 29

3.1信号调理电路 29

3.2多路模拟开关 30

3.2.1结构原理 30

3.2.2扩展电路 31

3.3前置放大器 32

3.3.1测量放大器 32

3.3.2可变增益放大器 32

3.4采样保持器 33

3.4.1采样过程 34

3.4.2采样定理 35

3.4.3零阶采样保持器 35

3.5 A/D转换器 37

3.5.1工作原理与性能指标 37

3.5.2 ADC0809芯片及其接口电路 41

3.5.3 AD574A芯片及其接口电路 45

3.6 A/D转换模板 47

本章小结 50

思考题 50

第4章 数字量输入/输出通道 51

4.1光电耦合隔离技术 51

4.1.1光电耦合隔离器 51

4.1.2光电耦合隔离电路 52

4.2数字量输入通道 53

4.2.1开关输入电路 53

4.2.2脉冲计数电路 54

4.3数字量输出通道 55

4.3.1三极管驱动电路 55

4.3.2继电器驱动电路 56

4.3.3晶闸管驱动电路 57

4.3.4固态继电器驱动电路 58

4.4 DI/DO模板 59

本章小结 60

思考题 60

第5章 键盘及其接口技术 61

5.1键盘输入电路 61

5.1.1键盘的抖动干扰 61

5.1.2抖动干扰的消除 61

5.2非编码独立式键盘 62

5.2.1查询法接口电路 63

5.2.2中断法接口电路 64

5.3非编码矩阵式键盘 65

5.3.1矩阵式键盘的结构组成 65

5.3.2矩阵式键盘的程序设计 66

5.4编码键盘 68

5.4.1二进制编码器 68

5.4.2编码键盘接口电路 69

本章小结 70

思考题 71

第6章 显示器及其接口技术 72

6.1 LED显示器 72

6.1.1 LED显示器的结构原理 72

6.1.2 LED显示器的显示方式 74

6.1.3 LED显示器接口电路 76

6.2 LCD 80

6.2.1 LCD的结构原理 80

6.2.2 LCD的驱动方式 81

6.2.3段位式LCD接口电路 83

6.2.4点阵式LCD接口电路 85

6.3图形显示器 88

6.3.1图形显示器概述 88

6.3.2图形显示画面 89

本章小结 93

思考题 93

第7章 数据处理技术 94

7.1测量数据预处理技术 94

7.1.1系统误差的自动校准 94

7.1.2数据字长的预处理 95

7.2数字滤波方法 96

7.2.1平均值滤波 96

7.2.2中值滤波 97

7.2.3限幅滤波 98

7.2.4惯性滤波 98

7.3标度变换算法 99

7.3.1线性式变换 99

7.3.2非线性式变换 101

7.3.3多项式变换 102

7.3.4查表法 104

7.4越限报警处理 105

7.4.1越限报警程序 105

7.4.2越限报警方式 106

本章小结 108

思考题 109

第8章 抗干扰技术 110

8.1干扰的来源与传播途径 110

8.1.1干扰的来源 110

8.1.2干扰的传播途径 111

8.2硬件抗干扰措施 112

8.2.1串模干扰的抑制 112

8.2.2共模干扰的抑制 114

8.2.3长线传输干扰的抑制 117

8.2.4信号线的选择与敷设 119

8.2.5电源系统的抗干扰 120

8.2.6接地系统的抗干扰 124

8.3软件抗干扰措施 127

8.3.1指令冗余技术 127

8.3.2软件陷阱技术 127

8.4程序运行监视系统 128

8.4.1 Watchdog Timer工作原理 128

8.4.2 Watchdog Timer实现方法 129

本章小结 129

思考题 130

第9章 数字控制器的设计 131

9.1数字控制系统的数学描述 131

9.1.1差分方程 131

9.1.2 z变换 133

9.1.3脉冲传递函数 138

9.2数字控制器的连续化设计 143

9.2.1数字控制器的连续化设计步骤 143

9.2.2 PID控制规律 145

9.2.3基本数字PID控制算法 148

9.2.4改进的数字PID控制算法 149

9.2.5数字PID参数的整定 154

9.3数字控制器离散化设计 159

9.3.1数字控制器的离散化设计步骤 159

9.3.2最少拍控制系统的设计 160

9.3.3纯滞后控制 168

9.4数字串级控制器的设计 172

9.4.1串级控制的结构和原理 172

9.4.2串级控制系统的确定 173

9.4.3数字串级控制算法 173

9.5数字程序控制器的设计 174

9.5.1数字程序控制基础 174

9.5.2逐点比较法插补原理 176

9.5.3步进电机控制技术 183

本章小结 187

思考题 188

第10章 控制网络技术 190

10.1数据通信基础 190

10.1.1数据通信系统 190

10.1.2数据传输编码 193

10.1.3多路复用技术 195

10.1.4通信同步技术 197

10.1.5常用传输介质 199

10.2通信网络技术 199

10.2.1网络拓扑结构 199

10.2.2网络控制方法 200

10.2.3差错控制技术 201

10.3网络体系结构 203

10.4串行通信总线 206

10.4.1 RS -232C通信总线 206

10.4.2 RS - 422 /485通信总线 211

10.5工业以太网 214

10.5.1以太网及其优势 215

10.5.2工业以太网的关键技术 215

10.5.3基于以太网的控制网络系统 216

10.5.4几种典型的实时以太网 218

本章小结 219

思考题 219

第11章 IPC与PLC 220

11.1 IPC结构组成 220

11.1.1硬件组成 220

11.1.2软件组成 221

11.2 IPC总线结构 222

11.2.1内部总线 222

11.2.2外部总线 225

11.3 IPC功能特点 225

11.4 IPC产品简介 226

11.4.1工业计算机机箱 226

11.4.2工业级底板 227

11.4.3工业级CPU卡 227

11.4.4 PCI总线I/O卡 228

11.5 PLC结构组成 230

11.5.1 CPU模块 230

11.5.2 1/O模块 231

11.5.3编程装置 232

11.5.4电源 232

11.5.5 PLC的物理结构 232

11.6 PLC编程语言 233

11.7 PLC工作过程 236

11.8 PLC功能特点 238

11.9 PLC产品简介 239

11.9.1 CPU模块 239

11.9.2数字量扩展模块 240

11.9.3模拟量扩展模块 240

11.9.4热电偶、热电阻扩展模块 241

11.9.5通信模块 241

11.9.6通信处理器 241

11.9.7中文显示屏 241

11.9.8编程软件 242

本章小结 242

思考题 243

第12章 DCS与FCS 244

12.1 DCS体系结构 244

12.1.1分散过程控制级 245

12.1.2集中操作监控级 246

12.1.3综合信息管理级 248

12.1.4通信网络系统 248

12.2 DCS功能特点 248

12.2.1 DCS的软件 249

12.2.2 DCS的特点 249

12.3 DCS产品简介 249

12.3.1 TDC-3000 250

12.3.2 1/AS 251

12.3.3 SUPCON JX-300 253

12.4 FCS体系结构 254

12.5 FCS功能特点 256

12.5.1 FCS的特点 256

12.5.2 FCS的组态 257

12.6 FCS产品简介 257

12.6.1 CAN 257

12.6.2 Lon Works 258

12.6.3 PROFIBUS 258

12.6.4 WorldFIP 258

12.6.5 HART 259

12.6.6 FF 259

本章小结 260

思考题 260

第13章 控制系统设计与工程实现 261

13.1控制系统的设计原则 261

13.2控制工程的实现步骤 262

13.2.1准备阶段 263

13.2.2设计阶段 264

13.2.3仿真及调试阶段 268

13.2.4现场调试运行阶段 269

13.3控制工程的应用实例 270

13.3.1水槽水位单片机控制系统 270

13.3.2循环水装置IPC控制系统 271

13.3.3中水回用PLC控制系统 275

13.3.4聚合釜温压仪表控制系统 279

13.3.5基于PLC与IPC的锅炉综合控制系统 283

本章小结 289

思考题 289

思考题参考答案 291

附录 常用函数的z变换表 299

参考文献 300